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第 34 卷第 6 期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2015 年 6 月 Vol.34 No.6 Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ） Jun. 2015 杨伟,高原,张美琳,刘精晶,刘秦见.饱和多孔介质自然对流模型与实验[J].辽宁工程技术大学学报, 自然科学版,2015,34(6):744-749. doi:10.11956/j.issn. 1008-0562.2015.06.018 Yang Wei, Gao Yuan, Zhang Meilin, Liu Jingjing, Liu Qinjian.Model and experiment research of natural convection in saturated porous media[J].Journal of Liaoning Technical University:Natural Science,2015,34(6):744-749. doi:10.11956/j.issn.1008-0562.2015.06.018 饱和多孔介质自然对流模型与实验 杨 伟，高 原，张美琳，刘精晶，刘秦见 （辽宁工程技术大学建筑工程学院，辽宁 阜新 123000 ） 摘 要：以饱和多孔介质内流体流动、流体和固体传热为研究对象，考虑流体密度随温度变化，局部热平衡，引 入Brinkman-Forchheimer 的扩展Darcy 模型进行修正，建立固体随机堆积饱和多孔介质自然对流数值模型，采用 有限体积法计算.利用自主研制的两侧恒温差立方体多孔介质实验台，对数值模型进行实验验证.综合数值计算和 实验结果表明：腔体内最大流速随温差和瑞利数 Ra 增大而增大，且最大流速出现在高低温壁面附近；随着 Ra 增大，温度等值线由近似于平行于高低温壁面变为近似垂直于高低温壁面；高温壁面上Nu 从上至下呈线性增加 2 2 6 趋势；高温壁面 随Ra 增大而增大，当Ra10 时， 维持在 12 以内；当10 Ra10 ， 增加迅速，由 Nu Nu Nu 11.4 增加到276.4 ；当Ra106 ， 增加速率很小. Nu 关键词：饱和多孔介质；对流换热；流体密度；努塞尔数；实验台 中图分类号：TK 124 文献标识码：A 文章编号：1008-0562(2015)06-0744-06 Model and experiment research of natural convection in saturated porous media YANG Wei, GAO Yuan, ZHANG Meilin, LIU Jingjing, LIU Qinjian (School of Civil Architecture Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China) Abstract: Fluid flow and heat transfer between fluid and solid in saturated porous media is the object of this study. Considering the variation of fluid density with temperature and the